Элементы 2-в группы Zn Cd Hg Cn Характеристика элементов по положению в пс

Элементы 2-В группы

Zn

Cd

Hg

Cn

Характеристика элементов по положению в ПС

• Продолжают нечетный ряд больших периодов
• Формально –d- элементы, фактически – s, со всеми последствиями
• Внешние электроны не так прочно удерживаются и могут быть достаточно активны

Ме	N	Ra	Ri	Ei (1)	Эл.ф	Ст.ок	+Δφ+2
Zn	30	0,139	0,083	9,39	3d104s2	+2	-0,76
Cd	48	0,156	0,099	8,99	4d105s2	+2	-0,40
Hg	80	0,160	0,112	10,44	5d106s2	+1,+2	0,85
Cn	112	?	?	?	6d107s2	?	?

Открытие металлов. Металлы в природе

• В основном образуют сульфидные руды
• Ртуть встречается в самородном виде
• Кадмий – рассеянный элемент
• Ртуть и цинк известны с глубокой (!) древности
• Коперниций – искусственно полученный элемент

Ме	Когда открыт	Кем (где) открыт	В природе	Изотопы
Zn	?	?	1,5•10-3	6
Cd	1817	Ф.Штромейер	7,6•10-6	8
Hg	?	?	7•10-7	7
Cn		9 февраля 1995 г г. Дармштадт	-	0

Получение металлов

• Цинк – обжигом сульфидной руды с последующим восстановлением углем или оксидом углерода или переводом оксида в сульфат с последующим электролизом
• Кадмий – из остатков переработки меди, цинка, свинца путем перевода в сульфат, очистки раствора и выделения электролизом или цинком
• Ртуть – разложение сульфида при 8000С
• Коперниций впервые получен по реакции:

Физические свойства металлов

• Больше сходств с элементами 2-А
• Каждый металл имеет особые свойства

Ме	Вн.вид	tпл	tкип	ρ(кг/м3)	Особые свойства
Zn	Голубовато-серебристый металл	419,5	906	7100	Образует аллотропные модификации
Cd	С/б металл	321	767	8700	Очень мягкий металл
Hg	С/б металл	-38,85	357	13550	Плотность зависит от температуры
Cn	?	?		Вероятно, больше осмия

Свойства простых веществ и соединений

Соединения цинка

Соединения кадмия

Соединения ртути

Применение металлов

Простые вещества металлы

• Типичные металлы с достаточной химической активностью
• Цинк – наиболее типичен, взаимодействует с кислотами, растворами щелочей, окисляется кислородом, взаимодействует с другими неметаллами:

2Zn +O2 = 2ZnO

Zn +2HCl = ZnCl2+H2

Zn +2NaOH + 2Н2О = Na2[Zn(OH)4]+H2

Zn+S = ZnS

Простые вещества металлы

• Кадмий при нагревании реагирует с неметаллами, растворяется в разбавленных кислотах, в порошкообразном виде реагирует с водой
• Ртуть обладает большей химической инертностью:

- с азотной и серной кислотами взаимодействует с образованием оксидов серы и азота, аналогично меди

- с кислородом образует оксид при 3000С

-с серой реагирует при растирании

-с галогенами взаимодействует при обычных условиях

Оксид цинка

• ZnO – твердое вещество белого цвета
• Обладает амфотерными свойствами, растворяется в кислотах и щелочах:

ZnO+2HCl = ZnCl2 + H2O ([Zn(H2O)4]Cl2)

ZnO + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4] +H2O

• В воде оксид цинка растворяется плохо, но при длительном контакте с водой переходит в гидроксид:

ZnO + H2O = Zn(OН)2

• Оксид цинка не токсичен, входит в состав красок как белый пигмент

Гидроксид цинка

• Zn(OН)2 – белый студенистый осадок, при стоянии переходит в кристаллическую форму
• Мало растворим в воде, выпадает в осадок в результате реакций обмена:

ZnCl2 + 2NaOH = Zn(OН)2 + 2NaCl

• Обладает ярко выраженными амфотерными свойствами:

Zn(OН)2 +2HCl = ZnCl2 + 2H2O ([Zn(H2O)4]Cl2)

Zn(OН)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4] +2H2O

• Растворяется в водном растворе аммиака:

Zn(OН)2 + 4NH3 = [Zn(NH3)4](OH)2

Соли цинка Zn2+

• Большинство хорошо растворяются в воде
• Подвергаются гидролизу по катиону (рН<6)
• Важнейшее значение имеют:

-хлорид – для очистки поверхностей металлов при их пайке и сварке

-сульфид – обладает способностью к люминесценции

-сульфат - антисептик

-нитрат цинка – в лабораторной практике

Комплексные соединения цинка

• Координационное число –4, реже – 6
• Примеры комплексов:

Ме2[Zn(OH)4]

[Zn(H2O)4]SO4

[Zn(NH3)4]Cl2

Ba2[Zn(OH)6]

ZnNO3·6H2O

ZnSO4 ·7H2O

Zn(BrO3)2 ·6H2O

Оксид кадмия

• СdO – твердое вещество цвет -?
• Цвет зависит от размера частиц
• Основный оксид со слабо выраженными амфотерными свойствами
• Практически нерастворим в воде
• При нагревании до 7000С возгоняется
• Легко восстанавливается водородом и углем до чистого металла

Способ получения	Цвет
Разложение гидроксида при 350-3700С	Зеленовато-желтый
Разложение гидроксида при 8000С	Темно-синий
Прокаливание карбоната	Коричневый
Разложение нитрата	Черный